23建筑工业化

建筑工业化房屋建筑学概述•建筑工业化的含义和特征建筑工业化：指用现代工业生产方式来建造房屋，即将现代工业生产的成熟经验应用于建筑业，像生产其他工业产品一样，用机械化手段生产建筑定型产品。基本特征：设计标准化、生产工厂化、施工机械化、组织管理科学化。设计标准化——前提；生产工厂化——手段；施工机械化——核心；组织管理科学化——保证。•我国建筑工业化的发展和工业化建筑体系专用体系：以定型房屋为基础，进行构配件配套的一种体系。构配件量少，一次性投资少，见效大，单调。通用体系：以通用构配件为基础，进行多样化组合的一种体系。构配件规格多，可互换使用，易于多样化，适应性强。•工业化建筑的类型①按结构类型：墙体承重结构、框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构。②按施工工艺：预制装配、工具式模板机械化现浇、预制与现浇相结合。③综合分类：砌块建筑、大板建筑、框架板材建筑、大模板建筑、滑模建筑、升板建筑、盒子建筑、密肋壁板建筑。6速成墙结构墙板（澳大利亚）密肋复合墙板（中国西安建筑科技大学）外壳预制核心现浇装配整体式RC结构体系（日本）钢筋混凝土叠合板式剪力墙结构体系（德国）预制钢筋混凝土叠合剪力墙结构（日本、香港）预制框架结构（中国万科）预应力混凝土双向叠合楼板(天津大学设计院）装配-现浇式密柱结构（同济大学）新型装配式混凝土结构7速成墙结构墙板（澳大利亚）速成墙板构造速成墙板建成的二层房屋新型装配式混凝土结构8速成墙结构墙板（澳大利亚）外壳用石膏玻纤板制成空心腔墙板，部分空心石膏玻纤墙板，可用于各种非承重内外隔墙及1~2层承重墙结构。优点：建造速度快、用工量少、安装方式简单、运输方便、节省空间，环保节能；单位面积能耗少、可利用再生资源、材料100%重复利用；外观质量、使用舒适度好；四是较好的经济性：比砖混结构住房多5%左右的利用空间、造价较低；五是具有较好的抗火性，耐水性和耐其它化学物腐蚀性。缺点：速成墙板不适于抗震设防区域的承重墙体。新型装配式混凝土结构9密肋复合墙板（中国西安建筑科技大学）156423密肋复合墙板1.端部框架（连接）柱；2—中部框架（连接）柱；3—接块；2.2—混凝土框架；5—框架（连接）梁；6—模板新型装配式混凝土结构10密肋复合墙板（中国西安建筑科技大学）新型装配式混凝土结构密肋式复合墙板与轻型框架或隐形框架联合组成。由相对密布的钢筋混凝土框格与粉煤灰加气砌块或其他硅酸盐砌块经预制而成。优点：根据已进行的理论分析和试验研究，结果表明：该墙体具有较好的结构受力性能和抗震性能，该结构体系在多、高层以下的居住建筑中具有极好的应用前景。实践中尚未有采用该结构体系的多、高层住宅建筑结构。11外壳预制核心现浇装配整体式RC结构体系（日本）预制混凝土梁、柱外壳施工现场2002年日本建成的Arpan大楼新型装配式混凝土结构12外壳预制核心现浇装配整体式RC结构体系（日本）混凝土结构的梁、柱构件的混凝土保护层连同箍筋预制（称为预制外壳或永久性模板）、外壳装配定位并配置主筋后浇筑核心部分混凝土的装配整体式RC结构。优点：节省大量的施工模板；减少劳动力，交叉作业方便，加快施工进度；安装精度高，保证质量；节能节排；降低施工成本；结构具有良好的整体性、承载力特性和抗震性能。新型装配式混凝土结构13钢筋混凝土叠合板式剪力墙结构体系（德国）a.预制钢筋混凝土叠合墙板厚度300，350，隔音，易埋管叠合墙板的吊装叠合楼板现浇层的施工新型装配式混凝土结构14钢筋混凝土叠合板式剪力墙结构体系（德国）a.预制钢筋混凝土叠合墙板新型装配式混凝土结构据结构设计计算的墙板进行配筋。窗子及穿墙套管等可事先预埋在预制墙板里。现场施工时，直接现浇混凝土于叠合墙板之间。优点：性价比高、可直接涂乳胶漆、巾壁纸、可预埋门窗、线管、线盒等；具有施工速度快。15钢筋混凝土叠合板式剪力墙结构体系（德国）a.预制叠合楼板预制钢筋混凝土楼梯、阳台及叠合梁新型装配式混凝土结构16钢筋混凝土叠合板式剪力墙结构体系（德国）a.预制叠合楼板新型装配式混凝土结构预制叠合楼板施工时按设计安放，浇筑混凝土至设计标高。叠合楼板和现浇层共同受力。优点：可以满足各种平面尺寸要求；预制叠合楼板施工时底面无需支撑；无需水泥砂浆找平、可根据需要将电线插座、绝缘体等预先安装在楼板之中；具有建筑工期短、施工便利等优点。17钢筋混凝土叠合板式剪力墙结构体系（德国）新型装配式混凝土结构现场德国技术专家18钢筋混凝土叠合板式剪力墙结构体系（德国）新型装配式混凝土结构制作与运输19钢筋混凝土叠合板式剪力墙结构体系（德国）新型装配式混凝土结构现场堆放20钢筋混凝土叠合板式剪力墙结构体系（德国）新型装配式混凝土结构楼面板支架搭设21钢筋混凝土叠合板式剪力墙结构体系（德国）新型装配式混凝土结构预制墙板安装22钢筋混凝土叠合板式剪力墙结构体系（德国）新型装配式混凝土结构楼面预制板安装23预制钢筋混凝土叠合剪力墙结构（日本、香港）新型装配式混凝土结构24预制钢筋混凝土叠合剪力墙结构（日本、香港）新型装配式混凝土结构该结构包括预制钢筋混凝土外墙模、预制钢筋混凝土阳台等预制构件组成。运至现场时进行吊运安装，而后绑扎剪力墙钢筋，安装内墙模，浇筑剪力墙混凝土，楼板亦可为现浇或装配。优点：比例低预制外墙模外墙面可粘贴面砖；主体承力为现浇钢筋混凝土结构体系，具有较好的抗侧刚度和强度，适于抗震设防地区的多、高层住宅。25新型装配式混凝土结构剪力墙体系装配-现浇式密柱结构（中国同济大学）剪力墙体系装配-现浇式密柱结构（中国同济大学）26e)d)c)b)a)施工流程新型装配式混凝土结构剪力墙体系装配-现浇式密柱结构（中国同济大学）27预制框架结构新型装配式混凝土结构28预制框架结构新型装配式混凝土结构全装配式框架结构是指柱、梁、板均由预制混凝土构件组成，在现场进行结构吊装。节点的连接是影响建筑受力性能和整体性的主要因素。柱的连接：主要为榫接头和浆锚接头两种方法。整浇后使节点具有较好整体性能。29预制框架结构新型装配式混凝土结构新式装配式框架连接30预制框架结构新型装配式混凝土结构31预制框架结构新型装配式混凝土结构32日本的装配式混凝土结构钢筋混凝土装配式高层建筑柱子大新型装配式混凝土结构33新型装配式混凝土结构日本的装配式混凝土结构钢筋混凝土装配式高层建筑34新型装配式混凝土结构日本的装配式混凝土结构钢筋混凝土装配式高层建筑35新型装配式混凝土结构日本的装配式混凝土结构钢筋混凝土装配式高层建筑36新型装配式混凝土结构日本的装配式混凝土结构钢筋混凝土装配式高层建筑37新型装配式混凝土结构日本的装配式混凝土结构钢筋混凝土装配式高层建筑38新型装配式混凝土结构日本的装配式混凝土结构钢筋混凝土装配式高层建筑39新型装配式混凝土结构日本的装配式混凝土结构钢筋混凝土装配式高层建筑压型钢板40新型装配式混凝土结构其他形式41新型装配式木结构美国木结构42新型装配式木结构美国木结构43新型装配式木结构美国木结构23.2大板建筑•大板建筑是“装配式大型板材建筑”的简称。•大板指大墙板、大楼板、大型屋面板。某预制装配建筑构件大板建筑的优点•装配化程度高，建设速度快，可缩短工期，提高劳动生产率；•施工现场湿作业少，受天气和季节的影响较小，大部分工作可在工厂进行，改善了工人的劳动条件；•板材的承载力比砖混结构高，可减少墙厚和结构自重，对抗震有利，并扩大了使用面积。大板建筑的缺点•一次性投资大；•需要大型的吊装运输设备，而且运输比较困难；•钢材、水泥用量比砖混结构大，造价比砖混结构高（约20%~30%）。大板建筑的适用范围•建设数量稳定的地区；•宜成街成坊建造；•住宅、宿舍、旅馆等小开间建筑为主；•地震区和非地震区都可采用；•宜在平坦地段建造板材装配式建筑中所用的一些预制墙板板材装配式建筑一般外墙板阳台处外墙板•复合外墙板实心大楼板内墙板•内墙板实心墙板空心墙板振动砖墙板（用于多层建筑）•钢筋混凝土大楼板•大板的连接干法连接：预埋铁件，焊接或螺栓连接。施工简便，速度快；但耗钢量大，连接件容易锈蚀。湿法连接：预留钢筋（甩筋），将甩筋相互绑扎或焊接，然后在板缝中浇灌混凝土。整体性好、刚度大，不易锈蚀；但必须有一定养护时间。焊接螺栓连接装配整体式连接水平缝垂直缝23.3框架板材建筑•框架板材建筑是指框架和楼板、墙板组成的建筑。钢结构建筑外墙挂板钢筋混凝土骨架装配式建筑接插式轻钢装配式住宅接插式轻钢装配工艺框架隔扇式轻钢住宅轻钢装配式住宅轻钢骨架轻质混凝土砌块压型钢板的现浇整体式楼板轻质屋面板钢结构单层工业厂房23.3.1框架板材建筑的特点及适用范围•优点：空间划分灵活，自重轻，有利于抗震，节省墙体材料；•缺点：钢材和水泥用量大，构件数量多。•适用范围：适用于有较大空间的多层、高层民用建筑，地基较软弱的建筑和地震区的建筑。23.3.2框架结构类型框架结构按框架所使用的材料分为钢框架和钢筋混凝土框架两种。钢框架的特点是自重轻、施工速度快，适用于高层或超高层建筑，钢筋混凝土框架的梁、板、柱均用钢筋混凝土制作，具有坚固耐久、刚度大、防火性能好等优点，因此应用很广。钢筋混凝土框架按施工方法不同分为整体式、全装配式和装配整体式三种。框架结构类型（a）梁板柱框架系统；（b）板柱框架系统；（c）剪力墙框架系框架由若干个基本构件组合而成。通常有下列三种划分方式：（1）短柱式；（2）长柱式；（3）框架式。（1）短柱式：即按建筑的开间、进深和层高划分单个构件。构件呈直线型，外形简单，重量较小，便于生产、运输和吊装，因此应用广泛；（2）长柱式：采用二层楼高或更长的柱子。接头少。•（3）框架式把整个框架划分成若干个小框架，小框架的形状有H形、十字形等。接头数量少，施工速度快，框架刚度强，但对运输、吊装设备要求较高；23.3.3构件连接•（1）梁与柱的连接a.叠合梁现浇连接：把上下柱、纵横梁的钢筋都伸入节点，加配箍筋后浇灌混凝土成型。节点刚度大。b.浆锚叠压连接：将纵横梁置于柱顶，上下柱的竖向钢筋插入梁上的预留孔，灌入高强细石混凝土，将柱筋锚固，使梁柱连接成整体。•（2）楼板与梁的连接在预制梁上部留出箍筋，安放预制楼板后，放置纵向架立钢筋后浇筑混凝土，将梁和楼板连成整体。•（3）楼板与柱的连接a.现浇连接（短柱）；b.浆锚叠压连接（短柱）；c.后张预应力法连接（长柱）。23.3.4外墙板的类型、布置方式与连接•（1）外墙板类型a.单一材料外墙板：加气混凝土、陶粒混凝土；b.复合材料外墙板：外层：耐候性夹层：保温隔热内层：防火性能、便于装修c.玻璃幕墙•（2）外墙板的布置方式a.在框架外侧：对保温有利。b.在框架之间：形成冷桥。c.在附加墙架上：轻型墙板。•（3）外墙板与框架的连接：上挂或下承a.焊接法；b.螺栓连接；c.插筋锚固法。23.4大模板建筑•大模板建筑是指用工具式大型模板现浇混凝土楼板和墙体的建筑。23.4.1大模板的特点和适用范围•优点：一次性投资比大板建筑少；构件之间连接方法大为简化，结构整体性好，抗震能力和抗风能力大大提高；可减少建筑材料的转运。•缺点：现场工作量大，冬季需采用冬期施工措施，增加了能耗，水泥用量较多。•适用范围：适应性强，我国大部分地区的多层和高层建筑中均有采用。23.4.2大模板建筑的类型a.全现浇：高层住宅。b.现浇和预制相结合：“内浇外挂”，外墙宜采用复合墙板，高层大模板建筑中最为普遍。c.现浇与砖砌相结合：“内浇外砌”，多层大模板建筑中运用较多。23.5其他类型的工业化建筑•23.5.1砌块建筑23.5.2滑升模板建筑（简称“滑模建筑”）利用专设于墙内的竖向钢筋做支承杆，将模板系统支承其上，用液压千斤顶带动模板系统，沿支承杆慢慢向上滑移，同时浇筑混凝土墙体，直到顶层才将模板系统卸下。滑升模板（a）内外墙滑升；（b）外墙及部分内墙滑升；（c）核心结构滑升•优点：结构的整体性好，抗震能力强，机械化程度高，施工速度快，劳动强度降低，模板的数量少，利用率高，施工时所需的场地小。•缺点：操作精